G1-熵權法多指標優化麻芍平肝顆粒提取工藝

吳錚婷，李潔環，李智勇，張建軍，陳雪婷，徐文杰，馮健英

［1.廣州中醫藥大學第五臨床醫學院，廣東 廣州 510095；2.廣東省第二中醫院（廣東省中醫藥工程技術研究院），廣東 廣州 510095；3.廣東省中醫藥研究開發重點實驗室，廣東 廣州 510095］

麻芍平肝方是廣東省第二中醫院的臨床經驗用方，主要由天麻、鉤藤、白芍、川牛膝、桑寄生、杜仲、茯苓等7 味中藥組成，具有平肝柔肝、補腎安神等功效，用于肝陽上亢所致眩暈、高血壓，療效顯著。目前臨床以湯劑內服為主。隨著現代人體質的變化及生活節奏的加快，湯劑難以適應現代人的快捷發展及要求；且由于患者自煎中藥存在認知差異，煎煮過程中火候、特殊煎煮方法等操作差別，導致湯劑煎煮效果不一，進而影響臨床藥效[1]。因此，本研究擬將其制成顆粒劑，與湯劑相比，既可保持湯劑原有特色及飲片的整體功效，還具有干凈衛生、計量準確、免煎易服等優點，大大提高患者用藥依從性，同時有益于我國傳統中藥的弘揚與傳承。基于湯劑是中藥顆粒劑的前身，提取工藝是制劑過程中的關鍵環節，對顆粒劑的質量產生直接的影響，因此研究麻芍平肝顆粒的提取工藝具有重要意義。

權重賦予是多指標綜合評分科學合理的直接體現。本研究以天麻素、芍藥苷質量分數和干膏得率為評價指標，采用G1-熵權法對各指標進行權重系數分配，將主觀與客觀賦權相結合，多指標綜合評價考察麻芍平肝方的提取工藝，使優化的參數更合理科學，為其后期研究及生產應用提供實驗依據。

1 儀器與材料

1.1 儀器

Agilent 1200（美國安捷倫公司）；HDM-2000B數顯控溫電熱套（上海比朗儀器有限公司）；DCNSG-30 多功能提取濃縮機組（上海達程實驗設備有限公司）；DZF-6050真空干燥箱（上海一恒科技有限公司）；TC-30K 電子天平（常熟市雙杰測試儀器廠）；DHG-9070A 電熱恒溫鼓風干燥箱(上海精密實驗設備有限公司)。

1.2 材料

天麻等飲片均購自廣州市嶺南中藥飲片有限公司佛山分公司，經廣東省中醫藥工程技術研究院王洛臨主任中藥師鑒定，均符合《中國藥典》2020 年版一部各飲片項下要求；天麻素對照品（批號110807-201306）、芍藥苷對照品（批號110736-201337）均購自中國食品藥品檢定研究院；乙腈為色譜純（美國Merck 公司）；液相用水為屈臣氏蒸餾水。

2 方法與結果

2.1 色譜條件[2-3]

色譜柱：Agilent Eclipse XDB-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動相：乙腈（A）-0.1%磷酸溶液（B）梯度洗脫（0～12 min，2%A；12～15 min，2%→7%A；15～33 min，7%→30%A；33～40 min，30%→2%A）；柱溫：25 ℃；流速：1 mL/min；檢測波長：223 nm；進樣量：10 μL。

2.2 對照品溶液的制備

分別精密稱取天麻素對照品、芍藥苷對照品適量，分別加甲醇制成每1 mL 含天麻素500 μg、芍藥苷104.4 μg 的對照品儲備液，備用。分別精密量取天麻素對照品儲備液0.1 mL、芍藥苷對照品儲備溶液0.6 mL，置于2 mL 量瓶中，加甲醇至刻度，搖勻，制成每1 mL 含天麻素25.0 μg、芍藥苷31.3 μg 的混合對照品溶液。

2.3 供試品溶液的制備

按處方比例，稱取飲片210 g，提取3 次，每次加10 倍量水，每次提取1 h，濾過，合并濾液，濃縮并定容至500 mL。精密量取濃縮液1 mL，置25 mL量瓶中，加甲醇適量超聲處理30 min（220 W，50 Hz），放至室溫，加甲醇至刻度，搖勻，濾過，即得供試品溶液。

2.4 陰性對照溶液的制備

分別稱取除天麻、白芍外的飲片，照“2.3”項下方法制備陰性對照溶液，備用。

2.5 方法學考察

2.5.1 專屬性試驗 取上述對照品、供試品及陰性對照溶液，按“2.1”項下色譜條件進樣分析，結果見圖1。結果表明：陰性對照溶液色譜中，在與天麻素、芍藥苷相應位置無吸收峰，說明方法專屬性良好。

圖1 麻芍平肝顆粒高效液相色譜圖Figure 1 HPLC chromatograms of Mashao Pinggan granules

2.5.2 線性關系考察 分別精密量取天麻素對照品儲備液0.03、0.05、0.1、0.2、0.25、0.3 mL，芍藥苷對照品儲備液0.2、0.4、0.6、1、1.4、1.7 mL，置于2 mL量瓶中，加甲醇至刻度，搖勻，制成每1 mL含天麻素7.5、12.5、25.0、50.0、62.5、75.0 μg，芍藥苷10.44、20.88、31.32、52.20、73.08、88.74、104.4 μg 的混合對照品溶液。照“2.1”項下色譜條件精密吸取10 μL注入高效液相色譜儀測定，以對照品溶液質量濃度（μg/mL）為橫坐標（X）、峰面積為縱坐標（Y）作圖，得天麻素回歸方程為Y=10.0586X-15.9306，r=0.9999；芍藥苷回歸方程為Y=9.9466X+6.2372，r=0.9999，表明天麻素質量濃度在7.5～75 μg/mL、芍藥苷在10.44～104.4 μg/mL范圍內與峰面積線性關系良好。

2.5.3 重復性試驗 稱取處方量飲片6 份，按“2.3”項下方法制備供試品溶液，按“2.1”項下色譜條件測定峰面積并計算RSD值，結果測得天麻素、芍藥苷的RSD值分別為1.82%、1.53%，表明方法重復性良好。

2.5.4 穩定性試驗 稱取處方量飲片6 份，按“2.3”項下方法制備供試品溶液，按照“2.1”項下色譜條件分別在0、2、4、6、8、10、12 h 進樣分析，并計算峰面積的RSD 值，結果測得天麻素、芍藥苷的RSD 值分別為1.95%、1.87%，表明供試品溶液在12 h 內具有良好穩定性。

2.5.5 精密度試驗 取“2.2”項下對照品溶液，按照“2.1”項下色譜條件重復進樣6 次，測定峰面積并計算RSD 值，結果測得天麻素、芍藥苷的RSD 值分別為1.13%、1.28%，表明儀器精密度良好。

2.5.6 加樣回收率試驗 精密量取已知含量的同一供試品溶液9 份，每份0.5 mL，分為低、中、高濃度3組，每組3份。按0.8:1、1:1、1:1.2比例分別加入一定量的對照品，混勻，按“2.1”項下色譜條件進樣分析，檢測天麻素、芍藥苷的質量分數，并計算加樣回收率。結果顯示，天麻素、芍藥苷的平均加樣回收率分別為100.19%、101.03%（n=9），RSD 值分別為1.07%、1.55%，表明方法符合要求。

2.6 正交試驗設計與結果

采用正交試驗法，以天麻素質量分數、芍藥苷質量分數和干膏得率為評價指標，對影響水提取效果的提取次數（因素A）、加水倍數（因素B）、誤差（因素C）和提取時間（因素D）3個因素進行考察，以確定最優提取工藝條件。正交試驗設計表見表1。

2.6.1 樣品的制備 按處方比例，稱取飲片共9 份，每份210 g，按表1 正交試驗安排進行提取，濾過，合并濾液，并定容至500 mL，備用。

2.6.2 指標成分的測定

2.6.2.1 天麻素、芍藥苷質量分數測定 按“2.3”項下方法制備供試品溶液，分別取供試品溶液，按“2.1”項下色譜條件，進樣10 μL測定，分別計算天麻素和芍藥苷的質量分數，結果見表1。

2.6.2.2 干膏得率的測定 精密量取各正交試驗樣品溶液50 mL 置已干燥至恒重的蒸發皿中，水浴蒸至近干，于105 ℃干燥至恒重，取出至干燥器，放至室溫，精密稱重，計算干膏得率，公式如下：

式中：W為50 mL 濃縮液中干浸膏質量；V為定容體積；Wt為飲片質量。結果見表1。

表1 正交試驗設計表及結果Table 1 Orthogonal test design table and results

2.7 G1-熵權法組合賦權

2.7.1 G1 法賦權 G1 賦權法是在層次分析法（AHP）基礎上改進的一種主觀賦權法，其中心思想是對各層指標的重要程度進行對比，避免層次分析法因指標過多而造成工作量大且難以通過一致性檢驗的弊端。通過G1 法反映各指標的重要程度，指標越重要，權重系數越大。確定權重時，首先對評估指標的重要性程度作出判斷，給出指標yk重要性排序[4]；再根據相對重要程度不同對相鄰指標重要性程度的比值（rk）給予恰當的賦值[5]；最后依據相關公式計算各指標的權重。rk賦值見表2，主觀權重系數Wk計算公式如下：

表2 rk賦值參考表Table 2 rk assignment reference table

式中：k=m,m-1,…,3,2。

綜合考慮麻芍平肝方中君臣佐使、配伍、各成分藥理作用強弱及顆粒劑成型需要，將3 個評價指標關系設定為：干膏得率（y1）>天麻素質量分數（y2）>芍藥苷質量分數（y3）。并對相鄰2 個指標的重要性之比進行賦值，依次為：r2=1.4，r3=1.2，計算得出干膏得率、天麻素質量分數、芍藥苷質量分數的主觀權重系數分別為0.4330、0.3093、0.2577。

2.7.2 熵權法賦權 熵是系統不確定性和無序程度的度量，可用于確定多指標評價系統中各個指標的權重，將每個評價指標作為1個隨機變量，計算該指標的熵權系數，其值變化程度越大，表示越無序且能提供的信息量越大，該指標也就越重要。對于某評價指標，若綜合評分越大，表示該指標處于無序狀態，在評價中所起的作用越大；反之，則在綜合評價中不起作用[6]。

熵權法可對實際發生的數據進行整理、計算和分析，得出客觀權重系數，精度較高，客觀性強，能夠很好地解釋所得結果。通過熵權法確定各個指標權重，可使提取工藝優選的結果更為合理、可靠、全面。其分析步驟[7-9]如下：①結合信息熵原理進行指標矩陣構建，假設在一個評價體系中，有m個評價對象和n種評價指標，則指標的原始數據（干膏得率，天麻素、芍藥苷質量分數）構成n×m階矩陣，為原始矩陣（X）＝(Xij)n×m；②將原始矩陣轉換為“概率”矩陣（Pi）；③計算各項指標的信息熵（Hi）；④計算第i項指標的權重系數（Wi）；⑤將概率矩陣的數據進行加權處理，得到綜合評價指標（M），Pi、Hi、Wi計算公式如下[10]，結果見表1。

2.7.3 確定組合權重 采用乘法合成歸一化法求解綜合權重，公式如下：

式中：Wj為第j個指標的綜合權重；W1j為第j個指標的主觀權重；W2j為第j個指標的客觀權重；m為評價指標的個數，計算得干膏得率、天麻素質量分數、芍藥苷質量分數組合權重值分別為0.4749、0.1061、0.4190。

2.7.4 計算綜合評分 綜合評分的計算公式如下：

結果見表1，方差分析見表3。

表3 方差分析結果Table 3 Results of variance analysis

方差分析結果表明，影響該方水提取工藝的因素主次依次為A>B>D，即提取次數>加水倍量>提取時間，因素A 對試驗結果有顯著影響，因素B 和D無顯著影響。因此確定提取工藝條件為A3B1D1，即提取3次，每次加10倍量的水，提取1 h。

2.8 驗證試驗

按處方比例稱取飲片3 份，每份210 g，按優選的最佳工藝條件提取，并按上述方法測定天麻素質量分數、芍藥苷質量分數及干膏得率，計算綜合評分值，結果見表4。

表4 最佳提取工藝驗證結果Table 4 Verification results of optimal extraction process

結果表明，3 次驗證試驗的綜合評分平均值為99.93，與正交試驗綜合評分最大值差異不大，表明優選的提取工藝條件穩定可行。

3 討論

麻芍平肝顆粒主要用于肝陽上亢伴隨頭痛、失眠、高血壓等，其臨床使用效果得到廣泛認可。文獻研究結果顯示，本處方中與功能主治及現代藥理作用相關的有效成分主要有苷類化合物、黃酮類化合物、環烯醚萜等多種活性成分[11-15]，如天麻素、芍藥苷等。此類活性成分主要存在于水提取液中，結合生產可行性和生產設備條件，確定采用水作為提取溶劑，符合臨床用藥習慣，同時可保持臨床應用中相同的物質基礎。

中藥多指標優化更能全面、有效、準確地反映提取物質量信息，同時也符合中藥多成分、多靶點的特點。本研究根據君臣佐使、顆粒成型及成分溶出等因素，選取君藥天麻中的天麻素、臣藥白芍中的芍藥苷以及干膏得率為評價指標，對多指標進行權重系數的分配，從而優化麻芍平肝方的提取工藝參數。

權重分配包括主觀賦權、客觀賦權和組合賦權3 類方法[16-18]。單用主觀賦權易對評價結果產生人為的主觀選擇、偏好等影響，從而造成決策失誤；另外，單用客觀賦權亦可能出現主要藥效成分權重低于次要藥效成分權重的現象，導致最終藥理效應與臨床適應證不符的結果。

G1-熵權法為組合賦權法，對G1 法主觀賦權和熵權法客觀賦權采取加權組合，并對組合系數進行優化，可減少主、客觀賦權的不確定性，使主觀信息和客觀信息都能在指標權重中充分體現，具有兼顧專家主觀經驗和數據客觀特性的優勢。

綜上所述，本文采用G1-熵權法結合正交設計進行多指標優化麻芍平肝顆粒的提取工藝參數，既可避免主觀權重的隨意性，并且還能兼顧決策人的主觀判斷和待評價對象各指標的內在聯系，提高了工藝參數的合理性及科學性，能夠有效提供中藥及其制劑提取工藝確證的依據。